§2 广义积分的收敛性主要知识点:广义积分及其敛散性概念;
非负函数广义积分收敛性的比较判别法、柯西判别法;
一般函数广义积分收敛性的Abel,Dilichlet判别法;
广义积分与级数的关系。
讨论积分 的敛散性。
解: 。
证明积分 收敛 。
,
。
证明积分 收敛 。
解:注意到,由于
讨论积分的敛散性 。
解:⑴ -1< k <1时f(x)只可能以为瑕点,且当时分别与同阶,故当时积分收敛。
⑵ k = ±1时,f(x)的可能瑕点仍是 。
k = 1时,将在点处展成Taylor公式,可知与同阶。于是仅当时收敛,仅当时收敛,从而原积分不收敛。
k = -1 时,将在点0处展成Taylor公式,可知1-与同阶。于是仅当时收敛,仅当时收敛,故原积分不收敛。
⑶ 。f(x)的可能瑕点为, 。 。在点处将展开成Taylor公式:,于是
与 同阶。因此,当且仅当时收敛;又仅当时,收敛,所以当且仅当时原积分收敛。
设同敛散。
证:⑴ 设,由Dilichlet 判别法知右边第二个积分收敛,因此同敛散。
⑵、,当时。 取
,由Cauchy准则,也发散。
设的敛散性。
解:当时,由比较判别法即知积分收敛。
当时, 发散,由上题知发散,再由比较法知原积分发散。
讨论的敛散性。
解:利用Taylor公式,,
=,故当时
,因此原积分收敛。
讨论积分的敛散性。
解:记 。
。
考察:注意到
① ?绝对收敛 。
② 由Dilichlet 判别法知 收敛,并且是条件收敛。
③ ,可知 发散。
综上得到:原积分当条件收敛;时发散。
研究
解:只须证明上述积分在上内闭一致收敛。
,
,由此即知积分在上内闭一致收敛,从而
设:
。
证明:因
。对任意,以为步长等分得
= =
。令 ,于是有
+
即 ,因此命题成立。
非负函数广义积分收敛性的比较判别法、柯西判别法;
一般函数广义积分收敛性的Abel,Dilichlet判别法;
广义积分与级数的关系。
讨论积分 的敛散性。
解: 。
证明积分 收敛 。
,
。
证明积分 收敛 。
解:注意到,由于
讨论积分的敛散性 。
解:⑴ -1< k <1时f(x)只可能以为瑕点,且当时分别与同阶,故当时积分收敛。
⑵ k = ±1时,f(x)的可能瑕点仍是 。
k = 1时,将在点处展成Taylor公式,可知与同阶。于是仅当时收敛,仅当时收敛,从而原积分不收敛。
k = -1 时,将在点0处展成Taylor公式,可知1-与同阶。于是仅当时收敛,仅当时收敛,故原积分不收敛。
⑶ 。f(x)的可能瑕点为, 。 。在点处将展开成Taylor公式:,于是
与 同阶。因此,当且仅当时收敛;又仅当时,收敛,所以当且仅当时原积分收敛。
设同敛散。
证:⑴ 设,由Dilichlet 判别法知右边第二个积分收敛,因此同敛散。
⑵、,当时。 取
,由Cauchy准则,也发散。
设的敛散性。
解:当时,由比较判别法即知积分收敛。
当时, 发散,由上题知发散,再由比较法知原积分发散。
讨论的敛散性。
解:利用Taylor公式,,
=,故当时
,因此原积分收敛。
讨论积分的敛散性。
解:记 。
。
考察:注意到
① ?绝对收敛 。
② 由Dilichlet 判别法知 收敛,并且是条件收敛。
③ ,可知 发散。
综上得到:原积分当条件收敛;时发散。
研究
解:只须证明上述积分在上内闭一致收敛。
,
,由此即知积分在上内闭一致收敛,从而
设:
。
证明:因
。对任意,以为步长等分得
= =
。令 ,于是有
+
即 ,因此命题成立。